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Text File | 1987-09-17 | 44.0 KB | 1,164 lines

Moleküle 3D Info Version 3.42 Auf der Diskette muß der Ordner "MOLEKUEL" mit folgenden Dateien vorhanden sein: - MOLEKUEL.PRG (enthält das Programm) - MOLEKUEL.RSC (zugehöriges Resourcefile) - MOLEKUEL.DAT (enthält das Programmlogo) - RADIEN.DAT (enthält Atom-, Ionen- und v.d. Waals-Radien) - FARBEN.DAT (enthält eine Grafik für die Farbabstimmung) - RGB.DAT (enthält Daten für die Farbabstimmung) Nützlich sind noch die Files: - DEMO.KOO (Demo-File für Koordinaten) - DEMO.BIN (Demo-File für Bindungen) - DEMOx.PI2 (Demografik für hohe Auflösung) - DEMOx.PI1 (Demografik für mittlere Auflösung) - MOPAC.DKI (Definition für Input von Koordinaten für MNDO) - MOPAC.DZO (Definition für Output der Z-Matrix für MNDO) - INFO.DOC (Dieses Info als 1ST-Word-File) - INFO.ASC (Dieses Info als Text-File) Für die Darstellung der Moleküle sind zweierlei Informationen notwendig: - Atomsymbol und X,Y und Z-Koordinaten - Verbindungsliste der Atome Es können bis zu 256 Atomkoordinaten und 256 Bindungen definiert werden. Die Anzahl der Bilder für eine Bildfolge hängt vom freien Speicher ab. Der vorhandene Speicher wird vom Programm festge- stellt und die daraus resultierende maximale Anzahl an Bildern ermittelt. Pro Bild werden ca. 19 kB RAM benötigt. Bei einem Speicher von 1 MB mit TOS im ROM können etwa 30 Bilder abgelegt werden. Das Programm arbeitet in der hohen und mittleren Auflösung und ist auf allen ST's (260, 520, 1040 und MEGA ST) mit TOS im ROM lauffähig! Inhaltsverzeichnis: 0 Programmstart 0.1 Allgemeines 0.2 Kurzanleitung 1 Daten 1.1 Koordinaten editieren 1.2 Bindungen editieren 1.3 Koordinaten/Bindungen speichern 1.4 Koordinaten/Bindungen laden 1.5 Koordinaten/Bindungen löschen 1.6 Koordinaten/Bindungen mischen 1.7 Bindungen generieren 1.8 Radien editieren 1.9 Radien speichern 1.10 Zum Desktop 2 Z-Matrix 2.1 Z-Matrix editieren 2.2 Z-Matrix laden 2.3 Z-Matrix mischen 2.4 Z-Matrix speichern 2.5 Z-Matrix drucken 2.6 Koordinaten berechnen 3 Input/Output 3.1 Koordinaten Input 3.1.1 Definition des Inputs 3.1.2 Koordinaten Input durchführen 3.1.3 MOPAC-Daten laden 3.2 Z-Matrix Input/Output 3.2.1 Definition des Inputs/Outputs 3.2.2 Input/Output durchführen 3.2.3 Input/Output der Z-Matrix für MOPAC 3.3 Daten in kartesische Koordinaten umwandeln 3.4 Molekül-Editor laden/starten (noch nicht implementiert) 4 Grafik 4.1 Berechnen 4.2 Zeigen 4.3 Invertieren 4.4 Hardcopy 4.5 Bildformat festlegen 4.6 Laden 4.7 Speichern 4.8 Parameter drucken 4.9 Hintergrund laden 4.10 Hintergrund löschen 5 Farben 5.1 RGB-Werte einstellen 5.2 RGB-Werte laden/speichern 6 Extras 6.1 Datei löschen 6.2 Neuen Ordner anlegen 6.3 ASCII-Datei anzeigen 6.4 Uhrzeit/Datum anzeigen 6.5 Uhrzeit/Datum einstellen 6.6 Bildschirm restaurieren 7 Menue 2/Grafik berechnen 7.1 Parameterdialogbox 7.1.1 Rotation 7.1.1.1 Rotation um Ursprungs/aktuelle Achse 7.1.1.2 Rotation um X-, Y- oder Z-Achse 7.1.2 Projektion 7.1.3 Radius 7.1.3.1 Stick and Ball 7.1.3.2 Kugeln 7.1.4 Zeichne 7.1.4.1 Bindungen 7.1,4.2 Achsen 7.1.4.3 Atomsymbol 7.1.4.4 Atomnummer 7.1.5 Bilder 7.1.5.1 Einzelbild/Bildfolge 7.1.5.2 Bildgröße 7.1.5.3 Farbiges Stereobild 7.1.6 Maßstab 7.1.7 Modus 7.2 Ausschnitt speichern 7.3 Einstellung der numerischen Parameter 7.3.1 Bilder 7.3.2 Drehwinkel 7.3.3 Drehung um X/Y 7.3.4 Verschiebe in X/Y 7.3.5 Atom in Koordinatenursprung 7.3.6 Größe in Pixeln 7.3.7 Abstand 7.3.8 Einheit 7.3.9 Stereobild Differenz 7.3.10 Zeige Bild 7.3.11 Geschwindigkeit 7.3.12 Start 7.3.13 Zum Menue 1 8 Fehler im Programm 0 Programmstart 0.1 Allgemeines Nach dem Öffnen des Ordners "MOLEKUEL" wird das Programm durch Doppelklick auf "MOLEKUEL.PRG" gestartet. Sollten vom Programm benötigte Programmteile nicht im Ordner vorhanden sein, bricht das Programm mit einer entsprechenden Meldung ab und kehrt zum Desktop zurück. Im anderen Fall erhält man nach Drücken einer Maustaste eine Menuezeile, auf die wie gewohnt zugegriffen werden kann. Im unteren Teil des Bildschirms befinden sich Informationen über im Speicher befindliche Daten. Außerdem wird der freie Speicher auf der Diskette im Arbeitslaufwerk angezeigt. Arbeits- laufwerk ist zunächst das Laufwerk, von dem das Programm gestar- tet worden ist. Soll das Arbeitslaufwerk gewechselt werden, kann dies durch Anklicken der Pfeile links bzw. rechts von der Laufwerksbezeichnung geschehen. Grundsätzlich sind - zumindest für das Betriebssystem des Rechners - die Laufwerke A: und B: vorhanden. Wird bei nur einem tatsächlich angeschlossenem Lauf- werk B: angewählt, fordert das System zum Wechsel der Diskette auf. Auf alle anderen Laufwerke (RAM-Disk, Hard-Disk etc.) kann dagegen nur zugegriffen werden, wenn diese auch angemeldet sind. Die Angabe über den freien Speicher auf einer Diskette wird nur dann automatisch aktualisiert, wenn ein schreibender Disketten- zugriff stattgefunden hat. Eine Aktualisierung, z. B. nach Diskettenwechsel, kann durch Anklicken auf das Feld "Freier Speicher" erzwungen werden. Die Angabe über die RAM-Belegung wird nur aktualisiert, wenn das entsprechende Feld angeklickt wird. 0.2 Kurzanleitung Wählen Sie zunächst den Menuepunkt "DATEN" und dort den Punkt "KOORDINATEN LADEN" an. In der Fileselectbox nun den Ordner "MOLEKUEL" durch Anklicken öffnen und die Datei "DEMO.KOO" anwählen. Ist der Ladevorgang beendet, erneut den Menuepunkt "DATEN" und dort den Punkt "BINDUNGEN LADEN" anwählen. Als Default ist jetzt die Datei "DEMO.BIN" vorgegeben, die nach Anklicken des "OK"-Feldes oder durch Drücken der RETURN-Taste geladen wird. Jetzt kann der Menuepunkt "GRAFIK - BERECHNEN" angewählt werden. Klickt man nun des Feld "START" an, wird das Molekül dargestellt. 1 Daten 1.1 Koordinaten editieren Die Eingabe der Koordinaten erfolgt nach Anklicken des Menue- punkts "KOORDINATEN EDITIEREN". Man gelangt dadurch in einen Editor, der die Dateneingabe ermöglicht. In der Spalte "Art" kann das Atomsymbol eingegeben werden, in den Spalten X, Y und Z die Koordinaten. Zur Eingabe bewegt man den Mauszeiger auf die gewünschte Spalte und Zeile und drückt dann die linke Maustaste. Der Mauszeiger verschwindet und die Eingabe kann erfolgen. Wird sie mit "RETURN" beendet, springt die Eingabemarke eine Zeile nach unten und ermöglicht die nächste Eingabe. Mit der Taste "Undo" kann der Inhalt des Feldes gelöscht werden. Mit den Tasten Cursor rechts und Cursor links kann man sich im Feld bewegen, ohne dies zu verändern. Mit "Insert" kann ein Zeichen eingefügt, mit "Backspace" dagegen gelöscht werden. Mit der Cursor nach unten Taste kann das nächste, rechts vom Cursor liegende Feld erreicht werden. Mit Cursor nach oben erreicht man das links vom Cursor liegende Feld. Soll dieser Vorgang beendet werden, so ist die "ESC"-Taste zu drücken. Der Mauszeiger wird wieder sichtbar und man kann nun ein anderes Feld auf dem Bildschirm anklicken. Die Pfeile nach oben bzw. nach unten bewirken ein Scrolling in die angegebene Richtung. Der einzelne Pfeil bewirkt ein Scrolling um eine Zeile, der Doppelpfeil um 15 Zeilen. In der Zeile "Molekül" kann der Name des Moleküls eingetragen werden. Die Anzahl der Atome kann durch Anklicken des entsprechenden Feldes verändert werden. Über des Feld "Menue" kommt man zum Hauptmenue zurück. 1.2 Bindungen editieren Dieser Menuepunkt ermöglicht die Eingabe bzw. Änderung der Bindungsliste. Die Eingabe erfolgt analog wie unter "Koordinaten editieren" beschrieben. Nach der Eingabe eines Atom-Paares wird angezeigt, um was für eine Bindung es sich handelt (z.B. C-C). Außerdem wird die Bindungslänge berechnet und ausgegeben. Man hat somit die Möglichkeit, seine Eingabe auf Richtigkeit zu überprü- fen und ggf. eine zu lange oder zu kurze Bindung zu finden. Außerdem wird überprüft, ob die angegebenen Atome überhaupt vorhanden sind. Sollten z.B. 37 Atomkoordinaten definiert sein und man gibt eine Bindung zwischen Atom 34 und 38 an, so wird dies als Bindung zwischen "34 + 0" angezeigt. Es ist daher notwendig, vor der Eingabe der Bindungen die Atomkoordinaten zu laden oder einzugeben. 1.3 Koordinaten/Bindungen speichern Nach erfolgter Eingabe sollten die Daten gespeichert werden. Dazu sind die Punkte "KOORDINATEN SPEICHERN" bzw. "BINDUNGEN SPEI- CHERN" anzuwählen. Für die Koordinaten sollte der Dateiname mit dem Bezeichner ".KOO" bzw. für die Bindungen mit dem Bezeichner ".BIN" enden. 1.4 Koordinaten/Bindungen laden Hierzu sind die Punkte "KOORDINATEN LADEN" bzw. "BINDUNGEN LADEN" anzuwählen. Für die Koordinaten ist der Dateiname mit dem Bezeichner ".KOO" bzw. für die Bindungen mit dem Bezeichner ".BIN" voreingestellt. 1.5 Koordinaten/Bindungen löschen Durch Anwahl dieses Punktes werden alle Koordinaten und Bindungen im Speicher gelöscht. 1.6 Koordinaten/Bindungen mischen Dieser Menuepunkt führt zur Vereinigung zweier Dateien. Sollen zum Beispiel zwei Moleküle miteinander auf dem Bildschirm verglichen werden, so kann man dies folgendermaßen erreichen: zuerst werden die Koordinaten und danach die Bindungen des ersten Moleküls mit "Koordinaten laden" und "Bindungen Laden" in den Speicher gebracht. Danach werden die Koordinaten des zweiten Moleküls mit "Koordinaten mischen" geladen. Dadurch wird die zweite Atomliste an die erste angehängt. Abschließend wird die zweite Bindungsliste mit "Bindungen mischen" geladen. Es können soviele Moleküle "gemischt" werden wie Speicherplätze vorhanden sind (Maximalwerte siehe oben). Es ist aber unbedingt darauf zu achten, daß immer wechselweise Koordinaten und Bindungen "gemischt" werden! Ein Anhängen einer Bindungsliste nach Mischen einer Z-Matrix ist nicht möglich! 1.7 Bindungen generieren Sofern Koordinaten nebst zugehörigen Atomsymbolen vorhanden sind, können die Bindungen generiert werden. Eine Bindung wird angenommen, wenn die Summe der Atomradien etwa dem Abstand der beiden Atome entspricht. Sollten unsinnige Bindungen gezogen worden sein, so können diese unter "Bindungen editieren" gelöscht werden. Fehlende Bindungen können dort auch ergänzt werden. 1.8 Radien editieren Man gelangt in einen Editor (Beschreibung siehe unter "KOORDINATEN EDITIEREN"), der es erlaubt, die vorhandene Liste der Radien zu erweitern bzw. zu verändern. Das Elementsymbol "CA" steht für Kohlenstoff in aromatischen Ringen. "CM" steht für Kohlenstoff in Methyl- bzw. Methylengruppen. Diese Unterscheidung ist nur bei van der Waals-Radien von Bedeutung. Alle Radien sind in Einheiten des Koordinatensystems anzugeben (i. A. Angström). 1.9 Radien speichern Zum Speichern muß sich die Diskette mit dem Ordner "MOLEKUEL" im Arbeitslaufwerk befinden, da die Speicherung immer in das File "RADIEN.DAT" im Ordner "MOLEKUEL" erfolgt. Ist der Ordner nicht vorhanden, so wird Fehler Nummer -34 (Pfadname nicht gefunden!) ausgegeben. Diese Datei wird automatisch vom Programm zu Beginn geladen, da sie alle notwendigen Daten für die Darstellung der Radien enthält. Entsprechend sorgfältig sollte diese Datei ge- pflegt werden! 1.10 Zum Desktop Beendet das Programm und kehrt zum Desktop zurück. Sind Daten editiert aber noch nicht abgespeichert worden, so erscheint eine entsprechende Warnung. 2 Z_Matrix Die Z-Matrix ermöglicht eine vereinfachte Eingabe der Geometrie. Diese Routine entstammt aus dem MNDO-Programm von M.J.S. Dewar in der MOPAC-Version 2.0 (QCPE 464). Für jedes Atom sind sieben Werte anzugeben. Der erste Wert gibt die Ordnungszahl des betrachteten Atoms I an. Der zweite dieser Werte gibt den Abstand des Atoms I zu einem bereits definierten Atom NA an. Der dritte gibt den Winkel an, den das betrachtete Atom I mit zwei bereits definierten Atomen NA und NB bildet. Der vierte Wert definiert den Winkel, um den das bereits definierte Atom NC im Uhrzeigersinn um die Achse gedreht werden muß, die von zwei definierten Atomen NA und NB festgelegt wird. Dabei blickt man von NB in Richtung NA und dreht Atom NC. Die Werte fünf bis sieben legen jeweils die Atome NA, NB und NC fest. Für die ersten drei Atome gilt folgende Regelung: das erste Atom liegt immer im Koordinatenursprung. Atom zwei liegt auf dem positiven Ast der X- Achse. Atom drei liegt in der X-Y-Ebene. Ein Beispiel zur Verdeutlichung: die Geometrie des Ethylens soll definiert werden. Hierbei liegen alle sechs Atome in einer Ebene. H(4) H(3) . . . . C(1) ==== C(2) . . . . H(5) H(6) Atom OZ Abstand Bindungswinkel Flächenwinkel I NA-I NB-NA-I NC-NB-NA-I NA NB NC 1 6 0.000 0.000 0.000 0 0 0 2 6 1.340 0.000 0.000 1 0 0 3 1 1.090 121.200 0.000 2 1 0 4 1 1.090 121.200 0.000 1 2 3 5 1 1.090 121.200 180.000 1 2 3 6 1 1.090 121.200 0.000 2 1 5 Atom 1 stellt ein Kohlenstoffatom dar (OZ=Ordnungszahl=6). Alle übrigen sechs Werte des ersten Atoms müssen den Wert 0 haben. Atom 2 ist wiederum ein Kohlenstoff, das von Atom 1 (=NA) den Abstand von 1.34 Angström hat. Die weiteren vier Werte sind wiederum 0. Atom 3 ist ein Wasserstoff. Es hat von Atom 2 (NA) den Abstand von 1.09 Angström und bildet mit den Atomen 1 (NB) und 2 (NA) einen Winkel von 121.2 Grad. Die beiden übrigen Werte müssen 0 sein. Atom 4 ist wiederum ein Wasserstoff. Es ist 1.09 Angström von Atom 1 entfernt und bildet mit den Atomen 1 (NA) und 2 (NB) einen Winkel von 121.2 Grad. Blickt man nun von Atom 2 (NB) in Richtung Atom 1 (NA), so muß man Atom 3 (NC) um einen Winkel von 0 Grad drehen, um den Wasserstoff I zu erreichen. Atom 5 ist ebenfalls ein Wasserstoffatom. Es ist 1.09 A von Atom 1 entfernt und bildet mit den Atomen 2 und 1 einen Winkel von 121.2 Grad. Blickt man nun von Atom 2 nach Atom 1, so muß man Atom 3 um 180 Grad im Uhrzeigersinn drehen, um Atom 5 zu erreichen. Atom 6 schließlich ist ebenfalls ein Wasserstoff. Es ist 1.09 A von Atom 2 entfernt und bildet mit den Atomen 2 und 1 einen Winkel von 121.2 Grad. Man erreicht es, wenn man von Atom 1 in Richtung Atom 2 blickt und Atom 5 um 0 Grad dreht. Bei Ringstrukturen ist es nicht sinnvoll, sich von einem Ringatom zum nächsten zu "hangeln". Es gibt die Möglichkeit, "Dummy-Atome" zu definieren, die der Vereinfachung dienen. Solche "Atome" werden durch die Ordnungszahl 99 gekennzeichnet und werden bei der grafischen Darstellung nicht berücksichtigt. Dazu folgendes Beispiel: C(4) . . . . C(5) C(3) . . . . . . . . C(6) C(2) . . . . C(1) Es ist wenig sinnvoll, sich von Atom C(1) entlang des Ringes bis nach C(6) vorzutasten. Besser ist es, im folgenden Beispiel: C(10) . . . . . . C(9)........99(7).......C(8) . . . . . . . . . . . . C(5)........99(4).......C(6) . . . . . . . . 99(2).......C(1) . . 99(3) Man nutzt die Symmetrie des Moleküls bei der Definition aus und braucht dann nur noch die Flächenwinkel zu vertauschen. Wichtig dabei ist, daß man nicht drei Atome, die auf einer Geraden liegen, benutzt, um ein Atom zu definieren. C(10) kann z.B. nicht durch die Atome 1, 4 und 7 definiert werden. Wenn man Strukturelemente aufbaut, um diese an andere Moleküle anzuhängen, sollte das erste Atom ein Kohlenstoff sein. Die nächsten beiden sollten Dummy-Atome sein, Man hat dann gewisser- maßen einen Hebel, den man benutzen kann, um den Rest des Moleküls um eine Bindung zu drehen (s. Beispiel oben). Weitere kommentierte Beispiele findet man in "A Handbook of computational Chemistry", Tim Clark, Wiley Interscience, 1985. 2.1 Z-Matrix editieren Hat man die Matrix eingegeben oder geladen, so braucht der Editor zur Berechnung der Koordinaten nicht extra verlassen zu werden. Durch Drücken der rechten Maustaste wird die Berechnung der Koordinaten gestartet. Werden die Felder rechts von den Spalten für Bindungswinkel bzw. Diederwinkel angeklickt, so können diese Werte in der anschließenden Darstellung inkrementiert werden. Man kann dies ausnutzen, um z. B. eine Rotation eines Restes um eine Bindung darzustellen. (Z. B. die Matrix "DEMO2.ZMX" laden, Koordinaten errechnen lassen, Diederwinkel 21 und 29 durch Anklicken markieren, Bindungen laden, "Grafik berechnen" anwäh- len, unter Parameter "Bildfolge" und "Winkel" anklicken und die Berechnung starten. Die Phenylreste rotieren nun um die Bindun- gen.) 2.2 Z-Matrix laden Eine gespeicherte Z-Matrix kann wieder eingeladen werden. Als Bezeichner ist ".ZMX" voreingestellt. 2.3 Z-Matrix mischen Dieser Menue-Punkt kann erst angewählt werden, wenn mindestens vier Atome der Z-Matrix definiert sind. Beim Mischen wird ein vorhandenes Atom durch das erste Atom der zu ladenden Molekül- gruppe ersetzt. Die übrigen Atome werden in der Liste hinten angehängt. Beispiel: 20 Atome sind bereits definiert. Atom 9 soll ersetzt werden. Die neue Molekülgruppe besteht aus 7 Atomen: Atom OZ Abstand Bindungswinkel Flächenwinkel I NA-I NB-NA-I NC-NB-NA-I NA NB NC 1 .. .... .... .... .. .. .. . . 9 .. (AB) .... .... .. .. .. . . 20 .. .... .... .... .. .. .. 21 .. .... (W1) (W2) .. (N1) (N2) 22 .. .... .... (W3) .. .. (N3) 23 .. .... .... .... .. .. .. 24 .. .... .... .... .. .. .. 25 .. .... .... .... .. .. .. 26 .. .... .... .... .. .. .. Die Werte, die als Punkte dargestellt sind (..) werden übernommen. Die Werte für W1, W2 und W3 bzw. für N1, N2 und N3 müssen von Hand ersetzt werden oder können vom Programm gesucht werden. Folgende Parameter sind außerdem über die Dialogbox zu definieren: 2.3.1 Ersetzende Atom Hier wird die Nummer des Atoms, welches ersetzt werden soll, festgelegt. Ist das angegebene Atom nicht vorhanden, wird die Box erneut aufgebaut. 2.3.2 Abstand zum Bezugsatom Hier kann die neue Bindungslänge (AB) angegeben werden. Wird hier der Wert Null eingesetzt, wird die Bindungslänge des zu ersetzen- den Atoms übernommen. 2.3.3 Mindestabstand Da die ersten Werte der Z-Matrix Null sind (s. o.), ist zunächst die Verknüpfungsvorschrift undefiniert. Daher wird vom Programm eine mögliche Geometrie gesucht. Dazu werden die entsprechenden Werte (ein Bindungswinkel W1, zwei Flächenwinkel W2 und W3) solange inkrementiert, bis der gewählte Mindestabstand zwischen den Atomen nicht mehr unterschritten wird. Die Suche kann durch längeres Drücken der rechten Maustaste abgebrochen werden. Dies sollte nicht nicht geschehen, bevor die Meldung "Summe der Bindungslängen ...." erscheint. 2.3.4 Zeige gefundene Geometrie Eine gefundende Geometrie wird automatisch angezeigt. Klickt man mit der linken Maustaste auf "Zum Menue 1", wird die Suche fortgesetzt. Verwendet man dagegen die rechte Maustaste, wird die Suche abgebrochen. 2.3.5 Summe Bindungswinkel Legt fest, ob jede gefundene Geometrie, die die Mindestabstands- bedingung erfüllt, angezeigt wird. Anderenfalls werden nur die Geometrien angezeigt, bei denen die Summe der Atomabstände jeweils größer ist als die vorhergehende. 2.3.6 Drehwinkel für Abstandstest Dieser Winkel legt fest, um wieviel Grad die oben genannten drei Winkel inkrementiert werden. Dabei laufen zwei Winkel von 0 bis 360 Grad, einer vom Drehwinkel bis 360 Grad. Bei einem Winkel von 90 Grad muß die Z-Matrix 5*5*4 = 100 mal berechnet werden. Anschließend müssen noch alle Abstände der Atome untereinander überprüft werden. Bei großen Matrizen führen kleine Inkrement- werte zu recht langen Rechenzeiten! Es ist nicht zu empfehlen, durch bloße Rumprobiererei versuchen zu wollen, halbwegs sinnvolle Strukturen zu finden. Man sollte sich die Geometrie besser vorher aufzeichnen und die noch fehlenden sechs Parameter von Hand festlegen. I. A. hat man am Anfang Schwierigkeiten bei der Wahl des Diederwinkels. Man kann sich hier wie folgt helfen: den Winkel durch Klicken auf dem Feld rechts vom Zahlenwert markieren, Koordinaten berechnen lassen, Bindungen generieren, "Grafik berechnen" anwählen. Unter "Parameter" "Bildfolge" und "Winkel" selektieren und dann das Molekül darstellen lassen. Der neu eingeführte Rest sollte nun um die Bindungsachse rotieren. Die Rotation mit der rechten Maustaste stoppen und mit "Zeige Bild" die Geometrie suchen, die Sinn ergibt. Der zugehörige Diederwinkel beträgt dann: Zeige Bild Nr * Drehwinkel/Bild + Diederwinkel der Z-Matrix Sollte der Wert größer als 360 sein, ist 360 vom Winkel zu subtrahieren. 2.4 Z-Matrix speichern Nach Eingabe sollte die Matrix gespeichert werden. Als Bezeichner sollte ".ZMX" verwendet werden. 2.5 Z-Matrix drucken Wer eine erstellte Z-Matrix als Eingabevorlage für eine Rechnung auf einem anderen Computer benötigt und keine Möglichkeit hat, die Daten über die RS-232-C Schnittstelle auszutauschen, kann sich die Daten mit diesem Menuepunkt ausdrucken lassen. 2.6 Koordinaten berechnen Aus einer vorhandenen Z-Matrix werden die kartesischen Atomkoor- dinaten errechnet. Die errechneten Koordinaten werden in die Koordinatenliste übernommen und können anschließend wie gewohnt editiert werden. Bei der Berechnung wird auch überprüft, ob die Atome korrekt definiert worden sind. Die Fehlermeldung "Geometrie falsch definiert" tritt dann auf, wenn auf ein Atom Bezug genommen wird, welches noch nicht definiert worden ist. Eine weitere Fehlermeldung wird ausgegeben, wenn drei Atome, die auf oder nahezu auf einer Geraden liegen, zur Definition eines Atoms benutzt werden. Eine Warnung erscheint, wenn der Abstand zwischen zwei Atomen kleiner als 0.8 Angström ist. 3 Input/Output 3.1 Koordinaten Input Da die Atomkoordinaten i.A. aus Rechnungen von Großrechnern stammen, sollte man, falls die Möglichkeit besteht, die Daten zwischen Großrechner und dem Atari ST über die RS-232-C Schnitt- stelle austauschen, um sich das fehlerträchtige Eintippen der Koordinaten zu ersparen. Für gängige Rechenverfahren werden fertige Einleseroutinen zur Verfügung gestellt. Weitere können selbst erstellt werden. 3.1.1 Definition des Inputs Die Definition eigener Einlesevorschriften für die Koordinaten ist dann möglich, wenn jeweils pro Atom die Informationen über das Atom und die Koordinaten in einer Zeile untergebracht werden können. Hierzu ist ein Editor zu verwenden, der es ermöglicht, Texte im ASCII-Format abzuspeichern. Dies ist z.B. mit 1st-Word (Plus) möglich, wenn man den WP-Mode abschaltet. Die Datei, die die Einlesevorschrift enthält, sollte unter einem Dateinamen mit der Endung ".DKI" (für "Definition Koordinaten Input") abgespei- chert werden. Jede Zeile muß mit zwei Schrägstrichen "//" beginnen. Für die Definition sind verschiedene Schlüsselwörter vorgesehen, die jeweils in einer neuen Zeile in den Spalten 3-6 stehen müssen. Dem Schlüsselwort muß ein Gleichheitszeichen folgen. Folgende Worte werden als gültig erkannt: FILE= NAME= KOMM= DATA= ENDE= "FILE=" legt fest, wie die Endung des Dateinamens lautet, die bei der Durchführung des Inputs verwendet werden soll. Die Länge muß drei Zeichen betragen. Beispiele: //FILE=MND (für MNDO-Dateien) //FILE=G80 (für Gauss-80 Dateien) "NAME=" legt fest, ob die erste Zeile des Datenfiles als Molekülname übernommen werden soll oder nicht. //NAME=0 (erste Zeile=Daten oder Kommentar) //NAME=1 (erste Zeile=Molekülname) "KOMM=" legt fest, ob Zeilen als Kommentarzeilen überlesen werden sollen. //KOMM=C (Alle Zeilen, die mit "C" beginnen, werden überlesen.) "DATA=" legt fest, wie die Daten in einer Zeile aufgebaut sind. Dabei steht "S" für das Atomsymbol bzw. für die Ordnungszahl. X, Y und Z stehen für die entsprechenden Koordinaten. Beispiel: //DATA= SS XXXXXXXXXX YYYYYYYYYY ZZZZZZZZZZ In diesem Beispiel befindet sich das Atomsymbol in den Spalten 2 und 3, der X-Wert in den Spalten 6-15, der Y-W ert in den Spalten 19-28 und der Z-Wert in den Spalten 32-41. "ENDE=" legt die Endmarkierung im entsprechenden Datenfile fest. //ENDE=/* Es können Kommentarzeilen eingefügt werden. Diese müssen mit "//*" beginnen. Das Definitionsfile selber muß mit "//" beendet werden. Ein vollständiges Beispiel: //*-------------------------------------------------------------- //* Definition eines Testfiles //*-------------------------------------------------------------- //FILE=MND //NAME=1 //DATA= SS XXXXXXXXXX YYYYYYYYYY ZZZZZZZZZZ //ENDE=/* // 3.1.2 Koordinaten Input durchführen Dieser Punkt kann erst angewählt werden, wenn die entsprechende Definition der Einlesevorschrift erfolgreich durchgeführt worden ist. Die eingelesenen Daten können anschließend wie gewohnt weiterverwendet werden. 3.1.3 MOPAC-Daten laden Für die Daten aus einer solchen Rechnung liegt eine entsprechende Definitionsfile unter "MOPAC.DKI" auf Diskette vor. Soll eine Datei mit Atomkoordinaten aus einer MNDO-Rechnung geladen werden, so muß diese Datei folgenden Aufbau haben: Zeile 1 Spalte 1-80: Name des Moleküls (Kommentar) Zeile 2-n Symbol und Koordinaten des Atoms, wobei gilt: Spalte 16-17: Atomsymbol oder Ordnungszahl bis 20 Spalte 21-30: X-Koordinate Spalte 31-40: Y-Koordinate Spalte 41-50: Z-Koordinate Zeile n+1 Spalte 1-2: /* Das Format der Zeilen 2 bis n entspricht dem Ausgabeformat des MOPAC-Programms in der Version 2.00. Die Zeilen 1 bzw. n+1 sind vorher "von Hand" zu ergänzen. 3.2 Z-Matrix Input/Output Eine mit diesem Programm erstellte Z-Matrix kann in der Art abgespeichert werden, die von einem anderem Programm wieder als Eingabe-File gelesen werden kann. 3.2.1 Definition des Inputs/Outputs Im wesentlichen gelten die unter "Koordinaten Input" gemachten Aussagen entsprechend für den Input/Output der Z-Matrix. Die Datei, die die Ausgabevorschrift enthält, sollte unter einem Dateinamen mit der Endung ".DZO" (für "Definition Z-Matrix Output") bzw. ".DZI" (für den Input) abgespeichert werden. Folgende Schlüsselworte sind bekannt: FILE= NAME= DATA= ENDE= "FILE=" legt den Extender für den Dateinamen für die Ein/Ausgabe fest. Z.B.: //FILE=MNX "NAME=" legt fest, ob der Name des Moleküls mit gela- den/abgespeichert werden soll. Z.B. //NAME=0 //NAME=1 "DATA=" legt fest, in welcher Reihenfolge und in welchem Format die Daten geladen/abgespeichert werden sollen. Dabei haben die zu verwendenden Buchstaben folgende Bedeutung: S = Atomnummer (Ordnungszahl) L = Abstand vom Atom (Bindungslänge) W = Winkel, den drei Atome bilden F = Flächenwinkel (Diederwinkel) A = NA B = NB C = NC Ein mögliches Beispiel: //DATA=SSS LLLLL.LLLLL 0 WWWWW.WWWWW 0 FFFFF.FFFFF 0 AAABBBCCC Der Dezimalpunkt wird bei der Ausgabe der Werte für L, W und F mit berücksichtigt. Alle anderen Zeichen als die genannten sieben werden unverändert wieder mit ausgegeben. Die Null nach L, W und F signalisiert z.B. einen nicht zu optimierenden Wert für die MNDO-Rechnung. "//ENDE=" legt die Datenendmarkierung beim Laden fest bzw. ob eine Marlierung beim Speichern ausgegeben werden soll. 3.2.2 Input/Output durchführen Dieser Punkt kann erst angewählt werden, wenn die entsprechende Definition der Vorschrift erfolgreich durchgeführt worden ist bzw. wenn für die Ausgabe eine Z-Matrix vorhanden ist. 3.2.3 Input/Output der Z-Matrix für MOPAC Für die Eingabe bzw. Ausgabe der Matrix für eine solche Rechnung liegt eine entsprechende Definitionsfile unter "MOPAC.DZO" bzw. "MOPAC.DZI" auf Diskette vor. Da die Eingabe bei MOPAC formatfrei erfolgt, stellen die vorhandenen Files lediglich mögliche Beispiele dar. 3.3 Daten in kartesische Koordinaten umwandeln Um auch Daten aus Röntgenstrukturanalysen verarbeiten zu können, besteht die Möglichkeit, solche Daten umzuwandeln. Dazu sind die Koordinaten wie gewohnt einzugeben. Nach Anwahl dieses Menuepunk- tes können die spezifischen Zellparameter (Kantenlängen und Winkel) definiert werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, das Atom zu bestimmen, welches im Koordinatenursprung liegen soll. Die Umwandlungsroutine stammt von Reinhold Störmann. 3.4 Molekül-Editor laden und starten Dieser Punkt ist noch nicht implementiert, da der Moleküleditor noch nicht verfügbar ist. 4 Grafik 4.1 Berechnen Durch diesen Menuepunkt erhält man eine weitere Menueleiste. Die Beschreibung dieser Funktionen findet man unter "Menue 2" 4.2 Zeigen Zeigt die letzte unter Berechnen angezeigte oder zuletzt geladene Grafik. 4.3 Invertieren Invertiert die letzte unter Berechnen angezeigte oder zuletzt geladene Grafik. 4.4 Hardcopy Erzeugt eine Hardcopy der zuletzt angezeigten Grafik. Dazu wird die Hardcopyroutine des Betriebsystems benutzt, die allerdings 24-Nadel-Drucker (NEC P6 u.ä.) nur ungenügend unterstützt. Bei Verwendung eines solchen Druckers muß vorher ein entsprechender Druckertreiber geladen werden. Die Hardcopy muß dann durch Drücken der Tastenkombination "ALTERNATE" + "HELP" erzeugt wer- den. 4.5 Bildformat festlegen Legt fest, in welchem Format eine Grafik gespeichert werden soll. Zur Auswahl stehen das Format ohne jegliche Farbinformationen, DEGAS und DOODLE. 4.6 Laden Lädt eine zuvor abgespeicherte Grafik wieder ein. 4.7 Speichern Speichert die letzte unter Berechnen angezeigte Grafik als Gesamtgrafikbildschirm ab. Die Bilder können mit entsprechenden Grafikprogrammen wieder geladen und weiterbearbeitet werden. Bei Grafiken mittlerer Auflösung werden die Farbinformationen im DEGAS-Format mit abgespeichert. Eine Weiterbearbeitung von Grafi- ken ohne Farbinformationen ist z. B. mit "PAINTER.ST" von Data Becker oder mit "DOODLE" möglich. 4.8 Parameter drucken Die unter dem Punkt "Grafik Berechnen" eingestellten Parameter können zu Dokumentationszwecken unter diesem Menue-Punkt ausge- druckt werden. 4.9 Hintergrund laden Der geladene Hintergrund wird bei der Berechnung der Grafik als Hintergrund benutzt. Man kann dies ausnutzen, wenn man z.B. ein bereits dargestelltes Molekül mit einem anderen vergleichen will oder wenn man bei der Darstellung von "Kugeln" (s.u.) ebenfalls einen schwarzen Hintergrund benutzen will. Als Qualifier für den Suchpfad ist ".PI1" bzw. ".PI2" voreingestellt. 4.10 Hintergrund löschen Ein zuvor geladener Hintergrund wird gelöscht und wird bei weiteren Berechnungen der Grafik nicht weiter verwendet. 5 Farben Dieser Menue-Punkt kann nur bei mittlerer Auflösung angewählt werden. 5.1 RGB-Werte einstellen Über diesen Menue-Punkt können die Farbwerte für die Rot/Grün- Darstellung an eine vorhandene Rot/Grün-Brille angepaßt werden. Dazu wird - sofern vorhanden - die 3D-Darstellung "FARBEN.DAT" geladen. Die Rot-, Grün- und Blauanteile können variiert werden. 5.2 RGB-Werte laden/speichern Eingestellte RGB-Werte können wieder geladen bzw. gespeichert werden. 6. Extras 6.1 Datei löschen Nicht mehr benötigte Dateien können unter diesem Menuepunkt gelöscht werden. Dies kann manchmal nötig sein, wenn der auf der Diskette noch vorhandene freie Platz zum Abspeichern der Daten nicht mehr ausreicht. Das Formatieren einer neuen Diskette ist aus dem Programm heraus nicht möglich (außer man hat ein Accessory, mit dem dies möglich ist, mitgebootet)! 6.2 Neuen Ordner anlegen 6.3 ASCII Datei anzeigen Dieser Menuepunkt ermöglicht es, den Inhalt einer ASCII-Datei auf dem Bildschirm aufzulisten. Der Listvorgang kann durch drücken von "Q" vorzeitig beendet werden. 6.4 Uhrzeit/Datum anzeigen Wenn die Anzeige von Datum und Uhrzeit eine bereits vorhandene mitlaufende Uhr stört, kann sie hiermit aus und wieder einge- schaltet werden. 6.5 Uhrzeit/Datum einstellen Da beim Abspeichern von Daten auch immer Datum und Uhrzeit mit abgespeichert werden, ist es sinnvoll, das aktuelle Datum und die Uhrzeit einzustellen, sofern die interne Uhr nicht sowieso schon gepuffert ist. 6.6 Bildschirm restaurieren Sollte einmal nach Verlassen eines Accessories ein weisser Fleck auf dem Bildschirm zurückbleiben, so kann die alte Bildschirm- maske durch Anwählen dieses Punktes wiederhergestellt werden. Diese Funktion wirkt sowohl auf Menue 1 als auch auf Menue 2. 7 Menue 2 / Grafik Berechnen Man erhält eine neue Menue-Zeile, unter der alle Parameter für die Darstellung des Moleküls festgelegt werden können. Dieser Menuepunkt kann erst angewählt werden, wenn Koordinaten vorhanden sind (laden oder eingeben oder über die Z-Matrix berechnen). Es erscheint dann ein Feld für die Ausgabe der Grafik (ca. 2/3 des Bildschirms) und ein Feld, über das verschiedene numerische Parameter eingestellt werden können. 7.1 Parameterdialogbox 7.1.1 Rotation 7.1.1.1 Rotation um Ursprungs-/aktuelle Achse Bei der Rotation um die Ursprungsachsen wird das Molekül um die X, Y oder Z-Achse gedreht. Diese Achsen liegen horizontal bzw. vertikal im Beobachtungsraum. Bei der Rotation um die aktuelle Achse wird die gewählte Verdrehung der X- bzw. Y-Achse (siehe unten) berücksichtigt. Als Default ist die Rotation um die Ursprungsachse voreingestellt. 7.1.1.2 Rotation um die X, Y oder Z-Achse Legt fest, um welche der drei Achsen gedreht werden soll. Default: X-Achse. 7.1.2 Projektion Bei senkrechter Projektion wird das Molekül ohne Verzerrungen dargestellt. Bei perspektivischer Projektion werden Objekte nahe am Betrachter stärker verzerrt dargestellt als Objekte, die weiter entfernt sind (vergl. Abstand). Default: senkrechte Pro- jektion. 7.1.3 Radius Legt fest, ob und welcher Radius am Endpunkt einer Bindung dargestellt werden soll (nur bei senkrechter Projektion). Werden die Radien dargestellt, sollte man vorher "BINDUNGEN ZEICHNEN" desaktivieren. Default: kein Radius. 7.1.3.1 Stick and Ball Stellt das Molekül in Form von Kreisen mit einem Radius von etwa 1/3 des Atomradius dar. Die Bindungen werden dreimal stärker als gewöhnlich gezeichnet. 7.1.3.2 Kugeln Stellt das Molekül in Form von "glänzenden Kugeln" oder "gepunkteten Kugeln" dar. Bei der ersten Darstellungsart wird ein weisser Hintergrund benutzt, um bei einer Hardcopy das Farbband des Druckers nicht zu sehr zu belasten. Soll das Molekül auf schwarzem Hintergrund dargestellt werden, so muß dieser vorher geladen werden (s. o.). 7.1.4 Zeichne 7.1.4.1 Bindungen Legt fest, ob die Bindungen mit eingezeichnet werden sollen oder nicht. Default: einzeichnen, sofern eine Bindungsliste vorhanden ist. 7.1.4.2 Achsen Legt fest, ob die Achsen des Koordinatensystems mit eingezeichnet werden sollen oder nicht. Default: nicht einzeichnen. 7.1.4.3 Atomsymbol Legt fest, ob das Atomsymbol mit ausgegeben werden soll (nur bei senkrechter Projektion, nur wenn Radien nicht dargestellt wer- den!). Default: kein Atomsymbol. 7.1.4.4 Atomnummer Gibt die Nummer des Atoms gemäß der Eingabetabelle aus (nur bei senkrechter Projektion, nur wenn Radien nicht dargestellt wer- den). Default: keine Atomnummer. 7.1.5 Bilder 7.1.5.1 Einzelbild/Bildfolge Bei "Einzelbild" wird nur ein Molekül dargestellt. Bei der Bildfolge wird das Molekül um die durch Rotation festgelegte Achse gedreht (vergl. auch Anzahl der Bilder und Winkel). Default: Einzelbild. 7.1.5.2 Bildgröße Mit 1/1 Bild wird die gesamte zur Verfügung stehende Fläche für die Darstellung benutzt. Bei 4/4 Bildern werden vier Bilder erzeugt, die um jeweils 90 Grad in X-, in Y- bzw. in X- und Y- Richtung gegeneinander verdreht sind. Default: 1/1 Bild. 7.1.5.3 Farbiges Stereobild Dieser Menue-Punkt kann nur bei mittlerer Auflösung angewählt werden. Es werden zwei Bilder gezeichnet, die um den unter Punkt 7.3.7 festgelegten Winkel gegeneinander versetzt sind. Mit Hilfe einer Rot/Grün-Brille erhält man eine räumliche Darstellung (gegebenenfalls RGB-Anteile an die vorhandene Brille anpassen, siehe 5.1!). Stereobilder werden immer nur im 1/1 Bild-Modus dargestellt. Es sollte auf die Darstellung der Radien verzichtet werden. 7.1.6 Maßstab Legt fest, ob die Größe der Darstellung automatisch oder manuell bestimmt werden soll. Default: automatisch. 7.1.7 Modus Legt fest, ob das Molekül um die Achse rotieren soll, oder ob in der Z-Matrix markierte Winkel inkrementiert werden sollen. 7.2 Ausschnitt speichern Dieser Punkt dient zum Speichern eines Ausschnitts aus einem Molekül. Die erzeugte Grafik sollte im selben Ordner abgelegt werden, in dem sich auch die zugehörige Z-Matrix befindet. Wird unter "Z-Matrix mischen" eine Z-Matrix geladen, so wird die zugehörige Grafik mit angezeigt. Man sollte den Grafikaussschnitt so wählen, daß die ersten Atome des Moleküls mit enthalten sind. Ausserdem sollten nur Bindungen mit Atomsymbol und Atomnummer (s. u.) dargestellt und gespeichert werden. Anhand der Atomnum- mern kann man sich dann beim Mischen der Matrix bei der Angabe der Verknüpfungsparameter orientieren. Die (monochromen) gespeicherten Ausschnitte können mit "MONO-STAR (plus)" als Objekte wieder geladen werden. 7.3 Einstellung der numerischen Parameter Die numerischen Werte können durch Anklicken des zugehörigen Pfeils nach links verringert, durch den Pfeil nach rechts erhöht werden. Drückt man dabei die linke Maustaste, erfolgt die Änderung in Einer-Schritten. Drückt man dagegen die rechte Maustaste, erfolgt die Änderung in Zehner-Schritten. 7.3.1 Bilder Gibt die Anzahl der Bilder an, die bei einer Bildfolge berechnet werden sollen. Der Maximalwert ist abhängig vom vorhandenen freien Speicher. Die Anzahl der Bilder bestimmt den Drehwinkel. Der Defaultwert entspricht dem Maximalwert, sofern er nicht größer als 35 ist. 7.3.2 Drehwinkel Gibt an, um wieviel Grad das Molekül bei einer Bildfolge weitergedreht wird. Der Minimalwert ist abhängig vom vorhandenen freien Speicher. Der Drehwinkel bestimmt die Anzahl der Bilder. Der Defaultwert entspricht dem kleinstmöglichen Drehwinkel, sofern er nicht kleiner als 10 Grad ist. 7.3.3 Drehung um X/Y Legt fest, um wieviel Grad das Molekül im Raum gedreht darge- stellt werden soll. Defaultwert jeweils 0. 7.3.4 Verschiebung in X/Y Legt fest, um wieviel Pixel das Molekül in der gewählten Richtung verschoben werden soll. 7.3.5 Atom in Koordinatenursprung Legt fest, welches Atom im Koordinatenursprung liegen soll. 7.3.6 Größe in Pixeln Legt die halbe Größe der Grafik in Pixeln fest. Wirkt auch, wenn der Maßstab automatisch berechnet wird. Defaultwert ist 150. 7.3.7 Abstand Bestimmt den Abstand des Betrachters vom Objekt (nur bei perspek- tivischer Projektion). Defaultwert ist 16. 7.3.8 Einheit Legt fest, wie viele Pixel einer Einheit im Koordinatensystem entsprechen. Eine Änderung dieses Wertes wirkt sich nur aus, wenn die Bestimmung des Maßstabs manuell erfolgt. Defaultwert ist 40. 7.3.9 Stereobild Differenz Legt fest, um wieviel Grad sich die beiden Stereobilder voneinan- der unterscheiden. Die Angabe erfolgt in 1/10 Grad. Defaultwert: 25 entsprechend 2.5 Grad. 7.3.10 Zeige Bild Ermöglicht das bildweise Weiterschalten der Bildfolge, sofern zuvor eine Bildfolge berechnet worden ist. 7.3.11 Geschwindigkeit Verändert die Drehgeschwingkeit eines Moleküls in einer Bild- folge. Defaultwert ist 16 (Maximum). 7.3.12 Start Startet die Berechnung des Moleküls bzw. zeigt eine bereits berechnete Bildfolge. Alle Vorgänge wie Berechnen oder Zeigen können durch Drücken der rechten Maustaste beendet werden. 7.3.13 Zum Menue Kehrt zum Hauptmenue zurück. 8 Fehler im Programm Folgender Fehler ist bekannt, konnte aber bisher nicht beseitigt werden: Klickt man Accessories an, so hinterlassen diese nach dem Schließen i.A. einen weissen Fleck auf dem Bildschirm. Abhilfe: Menuepunkt "Bildschirm restaurieren" anklicken. Sollte das Programm nicht einwandfrei arbeiten, so achten Sie auf folgende Punkte: - nur unbedingt notwendige Accessories mitbooten! - beim MEGA ST nur solche RAM-Disks verwenden, die auch wirklich die eingestellte Größe anmelden und verwalten können! Einige RAM- Disks rufen höchst seltsame Effekte hervor, wenn sie z.B. auf 2 MB eingerichtet worden sind!